论文总字数：17562字

摘 要

由于化学能源的不可再生性以及全球变暖趋势的加剧，让人们对能源的可再生性、清洁性以及利用率的要求越来越高，因此，人们加大了对相变材料的研究力度。本文拟在固-液相变材料中，选择正十二烷烃或者乙烯乙二醇作为相变材料，选择某一大分子材料作为包覆材料，在综合考虑了各种方法后，选择用原位聚合工艺，参考相关文献的工艺条件，考虑各种因素的影响后，制备出最初的低温微胶囊。然后，通过各种测试手段（DSC、SEM、TG、XRD等），对所制得的微胶囊进行表征，去探讨不同的制备条件（芯壁比、聚合时间、聚合温度、聚合速度），对微胶囊特性（表面形貌、内部结构、相变潜热、热稳定性等）的影响，从而确立最佳的制备条件。

关键词：低温相变材料 微胶囊 相变焓 性能表征

Preparation and Characterization of Low Temperature Microcapsulated Phase Change Materials

Abstract

Due to the non-renewable nature of chemical energy and the intensification of global warming trend, people have higher and higher requirements on the renewable, clean and utilization rate of energy. Therefore, people have increased their research efforts on phase change materials. In this paper, n-dodecane or ethylene glycol is selected as the phase change material and a certain polymer material is selected as the coating material in the solid-liquid phase change material. After comprehensively considering various preparation methods, the initial low-temperature microcapsules are made, referring to the preparation conditions of relevant documents and considering the influence of various factors, by in-situ polymerization preparation process. In addition, the prepared microcapsules were characterized by various testing methods (DSC, SEM, TG, XRD, etc.), and the effects of different preparation conditions (core-wall ratio, reaction speed, etc.) on the characteristics of microcapsules (surface morphology, internal structure, latent heat of phase change, thermal stability, etc.) were discussed to establish the best preparation conditions.

Key Words: Phase Change Materials；Micro capsule；Enthalpy of phase transition

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1 课题选题背景 1

1.2 相变材料的定义及分类 1

1.2.1 相变材料的定义 1

1.2.2 相变材料的分类 1

1.3 相变材料的应用 3

1.3.1 温度控制 3

1.3.2 能量吸收 4

1.3.3 记忆储存 4

1.4 相变材料的填充方法 5

1.4.1 充填法 5

1.4.2 熔融纺丝法 5

1.4.3 涂层法 5

1.4.4 微胶囊法 5

1.5 微胶囊相变材料 6

1.5.1 微胶囊相变材料的定义 6

1.5.2 微胶囊化相变材料芯材的确定 6

1.5.3 微胶囊化相变材料壁材的确定 6

1.5.4 微胶囊化相变材料的制备工艺 6

第二章 课题的主要内容 10

2.1 课题的研究思路 10

2.2 课题拟采用的制备方法 10

2.3 课题拟采用的测试表征方法 11

2.3.1 差示扫描量热法（DSC） 11

2.3.2 扫描电子显微镜（SEM） 11

2.3.3 热重分析（TG） 11

2.3.4 X射线衍射分析（XRD） 11

第三章 课题的具体方案 12

3.1 微胶囊芯材的选定 12

3.2 微胶囊壁材的选定 12

3.3 微胶囊制备方法的选定 13

3.4 制备工艺条件的确定（性能表征） 14

第四章 结论与展望 15

4.1 结论 15

4.1.1 芯壁比 15

4.1.2 聚合时间 15

4.1.3 聚合温度 15

4.1.4 搅拌速度 15

4.2 展望 15

参考文献 16

致 谢 19

第一章 文献综述

1.1 选题背景

能源一直是21世纪一个热门的领域，但化石能源的不可再生性以及全球变暖趋势的加剧，让人们对能源的可再生性、清洁性以及利用率的要求越来越高，许多的科学研究者不断的在寻找可替代的新能源，以实现能源的转型过程。其中，几乎取之不尽的太阳能被科研人员所注意到，但是，其仍然存在能量分散、不稳定以及受到地理环境的制约等不足，而相变材料由于其相变潜热高、相变过程接近恒温以及变温范围选择大等特点，恰好弥补了太阳能利用的不足，因此，受到了许多科学家的关注^[1]。

1.2 相变材料

1.2.1 概念

两相转换的变化称为相变，比如水成冰、冰化水。

若在两相转化时，出现明显的体积改变，并且有能量的释放或者吸收，此外，在变化前后，化学势保持恒定，具有以上三个特征的，可称之为一级相变。

若在两相转化时，体积大小完全没有波动，即无明显的体积效应，并且没有热量交换，但会出现膨胀系数等指标的改变，此外，在变化前后，对化学势求导后的一阶导数保持恒定，具有以上特征的，可称之为二级相变。

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